El objetivo del automóvil es que el movimiento generado en el motor llege al suelo, acelerando al coche o arrastrando una carga. Esta capacidad está directamente relacionanda las magnitudes potencia, par y velocidad.
En un automóvil, a la salida del motor hay una caja de cambios, que convierte una velocidad y un par a la entrada, en otra velocidad y par diferentes en la salida, pero manteniendo la potencia constante.
Cuando un coche no puede subir una cuesta en 5ª, reducimos a 4ª. Esto provoca que el coche transmita más fuerza al suelo, aunque se reduzca la velocidad que llevábamos. A cualquier régimen de velocidad del motor, digamos 3.500 r.p.m., en 4ª transmitimos más fuerza que en 5ª, pero a menos velocidad. Siendo por lo tanto la clave de todo el proceso la expresión:
Donde:
- P es la potencia expresada en watios.
- M es el par expresado en Newton x metro.
- ω es la velocidad de giro expresada en radianes/segundo.
Por lo tanto en la caja de cambios se transforma la velocidad del movimiento, pero también la fuerza de giro, de forma que el producto de ambas magnitudes se mantiene constante. Por eso cuando vamos cambiando hacia marchas superiores, la velocidad va aumentando, pero el par disminuye en la misma proporción que la velocidad aumenta.
Por este motivo un automóvil en 5ª acelera muchísimo menos que en 1ª, pero corre mucho más.